專利名稱：用于監(jiān)控微控制器單元的操作的方法和基片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過至少一個基片，特別是一個系統(tǒng)基片來監(jiān)控供至少一個應(yīng)用使用并與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的至少一個微控制器單元的操作的方法。
本發(fā)明還涉及一種基片，并且特別地涉及一種系統(tǒng)基片，用于監(jiān)控供至少一個應(yīng)用使用的至少一個微控制器單元的操作，還涉及一種相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，特別是控制系統(tǒng)。
在現(xiàn)代的控制單元中，以汽車電子設(shè)備為例，對于持久地預(yù)編程微控制器已經(jīng)不再有用用，這是因為固定的預(yù)置程序意味著在進行的批量生產(chǎn)的過程中不能再進行任何修改或者最終用戶也不能再進行任何修改。
因此機動車輛制造商逐漸地轉(zhuǎn)向在所述微控制器中使用所謂的易失性存儲器或閃速存儲器的實務(wù)中；這種易失性存儲器使得所述程序代碼能夠在任何時候被重寫，即可以在生產(chǎn)中和修理車間里，如檢查的一部分進行重寫。
在汽車電子設(shè)備中系統(tǒng)逐漸備有這種閃速存儲器的事實使得所述控制單元的軟件甚至“在現(xiàn)場”也能夠被更換，即例如在汽車修理車間里。用這種方法，如果在所述軟件中發(fā)現(xiàn)故障，那么甚至在交貨之后也能夠修改機動車輛，因此能夠在所述車輛的質(zhì)量上進行改進。
因此為了能在微控制器單元中重寫在所述程序存儲器中的軟件，通常將功能并入所述微控制器單元，以保證機動車輛在運行中時也不會意外重寫所述軟件。對于已知的微控制器單元，要求至少一個硬件重置(reset)以便經(jīng)由在所述微控制器單元終端的一定信號，能夠重寫所述閃速存儲器。
在現(xiàn)有的控制單元中，在不在所述控制單元做出直接變更的前提下，在觸發(fā)剛提到的硬件重置這一方面總是存在問題。所述控制單元通常難以訪問，因此不能被容易地重置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用現(xiàn)有的監(jiān)控模塊或“監(jiān)視定時器(watchdog)”(一種具有來源于獨立源的時鐘信號的可配置計時器)來觸發(fā)所述硬件重置。在這方面術(shù)語“監(jiān)視定時器”通常被理解成指的是一種用于循環(huán)地監(jiān)控設(shè)備、連接或軟件的技術(shù)。如果一段軟件不再遵循由所述軟件規(guī)定的確定次序的路徑，那么所述監(jiān)視定時器是用來重置所述微控制器并且用這種方法將所述程序的運行恢復(fù)到其被計劃的路線。
為了觸發(fā)所述硬件重置，向所述控制單元發(fā)送為此目的的命令，所述控制單元通過所述車輛串行總線系統(tǒng)進行重新編程，所述總線系統(tǒng)例如可以是CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))總線。然后所述控制單元中斷對所述監(jiān)視定時器單元的有規(guī)律的訪問，并且在超限(overrun)之后導(dǎo)致一次重置發(fā)生。
然而，在這個過程中存在缺點，就是在所述控制單元能夠轉(zhuǎn)換到編程模式之前，所述監(jiān)視定時器單元的超限必須始終要被等待。此外，對于控制單元而言，要分辯出所述重置是否是用來導(dǎo)致進入閃速編程模式或它是否意味著在這種情況下控制單元中存在其它問題是不容易的。
當已經(jīng)完成所述閃速編程時也存在相同的缺點，這是因為接下來要求新的硬件重置并且這又只能作為監(jiān)視定時器單元超限的結(jié)果發(fā)生。為此，不必要的大時間量就被浪費著，直到所述監(jiān)視定時器單元“超時”為止。
在控制單元的現(xiàn)有方案中，由于安全的原因，還存在這樣的需求，即要求至少一個硬件信號能夠被采用啟用所述編程模式的方式來在在控制單元加以改變。也為此，要求直接訪問所述控制單元，并且由于在現(xiàn)代的機動車輛方面，由于狹窄的可用空間的原因，這幾乎是不可能的。
還有另外一件感覺是非常明確的問題，就是當所述控制單元正在被閃速編程時，能夠使所述監(jiān)視定時器單元繼續(xù)運行。所述閃速編程程序是時間密集的，并且由于這一原因，在一定的條件下使得監(jiān)視定時器單元能夠運行至通常的密切相關(guān)的容許程度不再是可能的。
以上述缺點和缺陷為出發(fā)點，在大體描述的現(xiàn)有技術(shù)的允許下，本發(fā)明的目標是進一步開發(fā)在第一段詳述的這種方法以及在第二段詳述的這種基片(base chip)，即與所述系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的微控制器單元的重置只在定義的條件下發(fā)生。
通過具有權(quán)利要求1所規(guī)定的特征的方法和具有權(quán)利要求5所規(guī)定的特征的基片來達到這一目標。在各自的從屬權(quán)利要求組里描述了本發(fā)明的有益的實施例和有用的改進。
因此本發(fā)明是以如下的方式提供至少一個系統(tǒng)基片為基礎(chǔ)的，所述系統(tǒng)基片給出定義的閃速模式支持，所述方式使得當把給一個重置分配的至少一個特殊序列，特別是至少一個驅(qū)動或訪問序列施加到所述基片時，就引發(fā)所述微控制器單元的重置。
在本發(fā)明的教導(dǎo)下，因此提出在系統(tǒng)基片中提供一種模式，所述系統(tǒng)基片通過至少一個監(jiān)控模塊的實現(xiàn)也包括有監(jiān)視定時器功能，所述模式允許硬件重置-即一次硬件的重置被有意地觸發(fā)。
依照本發(fā)明，只有當按照順序向所述系統(tǒng)基片提供被分配用于重置的特殊序列，特別是至少一個驅(qū)動或訪問序列時，才觸發(fā)此有意的硬件的重置，用這種方式來阻止意外地觸發(fā)所述重置。這個序列代替了在現(xiàn)有技術(shù)中規(guī)定的硬件信號，其在控制單元-微控制器單元往往是直接需要的。這使避免需要直接訪問控制單元成為可能，并且這依次允許所述控制單元能夠在任何希望的點被安裝。
在一個特別有發(fā)明性的實施例中，或者說提出就像事實上一樣，這就強制復(fù)位被應(yīng)用所知曉。為此目的并使其與過去一致，有利地表明了在至少一個寄存器中，并且特別是在至少一個重置源寄存器中通過到所述系統(tǒng)基片的特殊序列來觸發(fā)重置事件。用這種方法，所述軟件可以直接檢測所述閃速存儲器單元明顯已被重新編程。
在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，提出了在成功的特殊序列之后和在重置發(fā)生之后，存在轉(zhuǎn)到所述系統(tǒng)基片的獨立模式，特別是獨立閃速模式的單個時機。此特殊模式允許所述系統(tǒng)繼續(xù)運行就像在其正常模式下一樣，但通常使用簡化的監(jiān)視定時器觸發(fā)。
用這種方法，在正常模式下，在不危害所述系統(tǒng)的安全或可靠性的情況下，所述監(jiān)視定時器周期能夠被調(diào)整到現(xiàn)有的閃速編程例程。在所述閃速編程期間，在所謂的“超時”模式(意指觸發(fā)必須始終不在給定的時間之內(nèi)發(fā)生，不過允許早期觸發(fā))下，因此能用所述監(jiān)控模塊進行操作，然而在正常操作下，使用所謂的“窗口”模式(基本上與超時模式相同，但不允許早期觸發(fā)；所述窗口必須被命中并且這對所述軟件產(chǎn)生更迫切的需要)。
為了使另一強制性重置被實現(xiàn)而在進行閃速編程之后沒有任何等待時間，提出了在所述閃速模式期間，有利地使用不同的監(jiān)視定時器代碼以便訪問所述系統(tǒng)基片，例如可以經(jīng)由所述串行接口裝置、所述SPI(串行外圍接口)來向所述系統(tǒng)基片發(fā)送所述代碼。
如果所述閃速模式就要退出了，那么優(yōu)選使用所述正常監(jiān)視定時器訪問碼，其在所述閃速模式期間不被允許并因而生成立即系統(tǒng)重置，在這種情況下，所述重置源寄存器再一次向所述軟件提供適當?shù)男畔⒁员阍试S按要求控制所述軟件的啟動。
為了再進入所述閃速模式，向所述系統(tǒng)基片再次發(fā)送故障安全序列。如果在所述序列和重置發(fā)生之后沒有激活所述閃速模式，那么對閃速模式的訪問被有效地禁止，直到將所述故障安全序列又發(fā)送給所述系統(tǒng)基片時。
最后，本發(fā)明涉及如上所述的這種方法的用途和/或如上所述的這種至少一個基片的用途，用于監(jiān)控在汽車電子設(shè)備中并且尤其在機動車輛電子設(shè)備中的、供至少一個應(yīng)用使用的至少一個微控制器單元的操作。
如上所述，已經(jīng)提供了各種可能的方式，其中有利地包含并改進了本發(fā)明的教導(dǎo)。在一方面，就此而論對依賴于權(quán)利要求1和5的權(quán)利要求進行參考，并且另一方面，更進一步的方面，參考

圖1和2中示出的說明性實施例以及下文的描述，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將更明顯并得到闡明。
在附圖中圖1是依照本發(fā)明具有基片和微控制器單元的系統(tǒng)的實施例的框圖；和圖2是依照本發(fā)明所述方法流程圖實施例的框圖。
在圖1中圖解示出了控制系統(tǒng)100，以及具有電源單元310(提供VDD電源)、重置單元320和I/O(輸入/輸出)模塊330的微控制器單元300，還具有所謂的SBC(系統(tǒng)基片)200，所述SBC 200包括監(jiān)控模塊(10)(＝監(jiān)視定時器單元)，用于監(jiān)控所述微控制器單元300的操作，所述微控制器單元300供應(yīng)用使用。
因為所述系統(tǒng)芯片200允許在不同的重置事件和可被所述應(yīng)用微控制器300訪問的不同事件之間存在差別，所以所述系統(tǒng)芯片200具有重置源寄存器20-被提供來為不同的重置事件作準備，和重置單元40(用于系統(tǒng)重置)-通過連接42(前往所述微控制器單元300的重置單元320)連接到所述微控制器單元300。
為了使得信息和信號能夠被交換，所述監(jiān)控模塊10和重置源寄存器20在它們前面插入接口單元30(供給微控制器單元300的I/O模塊330)。
從圖1中示出的內(nèi)容還可以看出，監(jiān)控模塊10和微控制器電源單元50與至少一個電池單元400持久地相關(guān)聯(lián)，所述微控制器電源單元50通過連接52連接到微控制器單元300。盡管所述監(jiān)控模塊10從所述電池400接收持久的供電，所述微控制器電源單元50還能夠通過開關(guān)54接通和斷開，因此使得能夠經(jīng)由所述微控制器電源單元50(給微控制器單元300的VDD電源單元310供電)把微控制器單元300與臨時電能供電相關(guān)聯(lián)。
就此依照本發(fā)明闡明了系統(tǒng)100的硬件基礎(chǔ)，現(xiàn)在圖2中的示意圖以圖表的形式示出了依照本發(fā)明方法流程的典型的實施例。
通過系統(tǒng)基片200執(zhí)行該方法，所述系統(tǒng)基片200能夠通過特殊(訪問)序列“有意地”觸發(fā)系統(tǒng)100的硬件重置R。為此目的，所述系統(tǒng)基片200在規(guī)定的重置源寄存器20中使得按照順序有意地執(zhí)行硬件重置R被知曉，采用這種方式來告知所述軟件為什么已經(jīng)執(zhí)行硬件重置R；因此采用這種方式可以做出到一個合適的程序的過渡。
此特殊序列保證硬件重置R不是被無意地執(zhí)行，這通過查詢例程[b]在圖2中示出，所述查詢例程將所述微控制器單元300從正常運行方式N轉(zhuǎn)向硬件重置R。在此查詢例程[b]下，進行檢查以看看是否已經(jīng)成功地發(fā)送所述特殊序列，依據(jù)此來允許所述微控制器單元300的特殊模塊操作S，即閃速模式。
與此一致，所述系統(tǒng)基片200允許特殊操作模式(＝在這種情況下是閃速模式S)，在該模式下，所述監(jiān)視定時器訪問能夠以簡化方式發(fā)生，以便在所述訪問序列之后和重置R發(fā)生之后立即激活。在這種情況下發(fā)生的是所述微控制器單元300激活所述特殊操作模式S，即所述閃速模式，對于所述閃速模式，這已經(jīng)是允許的(參見圖2從硬件重置R到閃速模式(超時監(jiān)視定時器)S的查詢例程[c])。
在特殊模式期間，即閃速模式S，使用一個特殊觸發(fā)代碼，即在查詢例程[d]下的閃速監(jiān)視定時器觸發(fā)代碼，所述閃速監(jiān)視定時器觸發(fā)代碼不同于在查詢例程[a]下的正常監(jiān)視定時器觸發(fā)代碼，以便保證所述軟件運行正確的例程。
如果在所述特殊操作模式期間使用了不同的或不正確的監(jiān)視定時器觸發(fā)代碼，那么將禁止所述閃速模式(參見圖2從閃速模式(超時監(jiān)視定時器)S到硬件重置R的查詢例程[e])，并且所述系統(tǒng)基片將立刻觸發(fā)另一硬件重置R；所述重置源寄存器20也就相應(yīng)地被設(shè)置，并且用這種方式退出特殊模式S。
同樣，從微控制器單元300的所述硬件重置R轉(zhuǎn)到正常運行模式N的查詢例程[f]表明所述微控制器單元300激活正常運行模式N，這等于禁止特殊操作模式S，即所述微控制器單元300的閃速模式。
因此，總之，可以說圖1示出的所述系統(tǒng)100和圖2示出的所述方法被設(shè)計成用于通過系統(tǒng)基片200監(jiān)控供應(yīng)用使用并且與系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的微控制器單元300。
這樣一來，使用這樣的一種功能，所述功能能夠使系統(tǒng)基片200操作的故障可靠的、先前輸入模式能夠被實現(xiàn)，其依次允許在所述操作模式的開始和結(jié)尾都能夠?qū)崿F(xiàn)所述應(yīng)用的有意的硬件重置。因而這一功能允許最優(yōu)的閃速存儲器儲器編程模式在監(jiān)視定時器觸發(fā)期間在所述系統(tǒng)基片200內(nèi)加以實現(xiàn)。
參考數(shù)字列表100 系統(tǒng)，特別是控制系統(tǒng)10監(jiān)控模塊，特別是監(jiān)視定時器單元12在監(jiān)控模塊10和寄存器單元20之間的連接20寄存器單元，特別是重置源寄存器24在寄存器單元20和重置單元40之間的連接30接口單元32連接，特別是在接口單元30和微控制器單元300之間的信號線40重置單元42在重置單元40和微控制器單元300之間的連接50電源單元52在電源單元50和微控制器單元300之間的連接54電源單元50的開關(guān)200 基片，特別是系統(tǒng)基片300 微控制器單元，特別是應(yīng)用微控制器310 用于微控制器單元300的電源單元320 用于微控制器單元300的重置單元330 微控制器單元300的I/O(輸入/輸出)模塊400 電池單元N 微控制器單元300的正常操作模式R 微控制器單元300的重置S 特殊操作模式，特別是微控制器單元300的閃速模式
權(quán)利要求
1.一種用于通過至少一個基片(200)，特別是個一個系統(tǒng)基片來監(jiān)控供至少一個應(yīng)用使用并且與系統(tǒng)(100)相關(guān)聯(lián)的至少一個微控制器單元(300)的操作的方法，其特征在于如果把分配給一個重置操作(R)的至少一個特殊序列，特別是至少一個驅(qū)動或訪問序列施加到所述基片(200)，就引發(fā)所述微控制器單元(300)的重置(R)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過使得對與基片(200)相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控模塊(10)的訪問能夠以和微控制器單元(300)的正常操作模式(N)相比被簡化的方式而發(fā)生，就能夠在所述特殊序列之后和重置操作之后立即激活特殊操作模式(S)，特別是所述基片(200)的閃速模式。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在特殊操作模式(S)期間，對所述監(jiān)控模塊(10)使用不同于正常操作模式(N)的特定觸發(fā)代碼或特定觸發(fā)信號；以及由所述正常觸發(fā)代碼或正常觸發(fā)信號引起微控制器單元(300)的新的重置，以便使所述特殊模式能夠被再次退出。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一個所述的方法，其特征在于把重置事件區(qū)別開來，所述重置事件關(guān)于微控制器單元(300)的探作而不同；和通過不同的寄存器條目，適當?shù)卦谥辽僖粋€寄存器單元(20)中記錄這些不同的重置事件并使其被知曉。
5.一種基片(200)，特別是一種系統(tǒng)基片，用于監(jiān)控至少一個微控制器單元(300)的操作，所述微控制器單元供至少一個應(yīng)用使用，其特征在于至少一個重置單元(40)，用于重置(R)所述微控制器單元(300)，所述重置單元(40)連接到所述微控制器單元(300)；至少一個特殊序列，特別是驅(qū)動或訪問序列，被分配給所述微控制器單元(300)的重置。
6.如權(quán)利要求5所述的基片，其特征在于至少一個監(jiān)控模塊(10)，與所述微控制器單元(300)相關(guān)聯(lián)；和至少一個寄存器單元(20)，用于通過不同的寄存器條目記錄不同的重置事件并使其被知曉。
7.如權(quán)利要求6所述的基片，其特征在于所述監(jiān)控模塊(10)特別地可以通過至少一個接口單元(30)加以觸發(fā)；和/或為了區(qū)分對所述監(jiān)控模塊(10)的特定訪問，能夠通過不同的觸發(fā)代碼或觸發(fā)信號標記不同的重置事件。
8.如權(quán)利要求7所述的基片，其特征在于在所述監(jiān)控模塊(10)和所述微控制器單元(300)之間提供至少一個信號線(32)，用于發(fā)送至少一個觸發(fā)代碼或觸發(fā)信號，所述觸發(fā)代碼或觸發(fā)信號不同于所述微控制器單元(300)的正常操作模式(N)。
9.一種系統(tǒng)(100)，特別是一種控制系統(tǒng)，其特征在于供至少一個應(yīng)用使用的至少一個微控制器單元(300)，和如權(quán)利要求5至8中任何一個所述的至少一個基片(200)。
10.如權(quán)利要求1至4中任何一個所述的方法的用途和/或如權(quán)利要求5至8中任何一個所述的至少一個基片的用途，是用于監(jiān)控在汽車電子設(shè)備且特別是在機動車輛電子設(shè)備中的至少一個微控制器單元(300)的操作，所述微控制器單元供至少一個應(yīng)用使用。
全文摘要
為了使得一種通過至少一個基片來監(jiān)控供至少一個應(yīng)用使用并且與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的至少一個微控制器單元的操作的方法和基片，能夠采用使所述微控制器單元的重置只在定義條件下發(fā)生的方式而得到進一步的開發(fā)，提出在如下條件下引發(fā)所述微控制器單元的重置(R)，所述條件為把給所述重置操作(R)所分配的至少一個特殊序列，特別是至少一個驅(qū)動或訪問序列施加到所述基片。
文檔編號G06F11/00GK1659520SQ03813528
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月11日
發(fā)明者M·穆特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司